¿Se puede evaluar una teoría de la física con base en criterios estéticos?

En primer lugar, creo que la belleza está en el ojo del espectador: una teoría puede parecer bella para algunos, fea para otros.

Incluso para la misma persona, una teoría puede parecer bella al principio y fea después, o viceversa. Recuerdo, por ejemplo, lo feo que una vez pensé que era la termodinámica … hasta que hice un esfuerzo por aprenderla realmente y entendí sus principios, desde ese momento la encontré hermosa.

En principio, especialmente por ser subjetivo, la belleza de una teoría no debería desempeñar ningún papel en nuestra evaluación de la misma. Lo que importa no es la belleza, sino la capacidad de la teoría para describir y predecir la realidad, a la vez que es parsimoniosa cuando se trata de suposiciones.

Dicho esto, en mi experiencia, todas las buenas teorías (o al menos todas las maduras) resultan hermosas, al menos después de haber hecho un esfuerzo por comprenderlas completamente. Entonces, tal vez la belleza puede ser una guía mientras estamos a tientas en la oscuridad, tratando de profundizar nuestra comprensión de la naturaleza.

Pero también creo que es completamente arrogante creer que la belleza sola es suficiente para encontrar las teorías correctas. La belleza puede ser una guía, sí. Pero las ideas deben ser probadas contra la observación y el experimento, y descartarse si no reproducen la realidad u ofrecen predicciones comprobables. Aferrarse a la teoría a solo por su belleza percibida es lo que hacen las manivelas y los chiflados.

En respuesta a las comparaciones propuestas en los detalles de la pregunta, no creo que sean apropiadas. La relatividad general no es ni más ni menos hermosa que la mecánica cuántica: las dos son diferentes pero complementarias. La relatividad general es más bella que la mecánica clásica (en mi opinión, de todos modos), pero eso se debe a que resuelve más problemas con menos suposiciones, al tiempo que ofrece la elegancia de tratar el espacio y el tiempo en el mismo pie. La verdadera belleza de la teoría de Maxwell se revela cuando entiendes que es, de hecho, “solo” un conjunto de identidades que están (casi) siempre satisfechas: la razón por la que elegimos este conjunto particular de identidades (en lugar de, por ejemplo, Sin embargo, la teoría de Proca no tiene nada que ver con la belleza; tiene que ver con ser consistente con la observación. En cuanto a la física cuántica, este es realmente un caso en el que la belleza está en el ojo del espectador: muchos piensan que es un desastre horrible y feo, pero una vez que te esfuerzas por comprender sus fundamentos realmente bien (desafortunadamente, esto requiere ir mucho más allá de lo que hay en la mayoría de los libros de texto) se revela su belleza.

Sí, pero los criterios primarios y objetivos para evaluar las teorías físicas incluyen exigir que sean autoconsistentes y que hagan predicciones que se ajusten a las observaciones experimentales. Sin embargo, estos no son suficientes para determinar de manera única una teoría única como la única correcta (porque las teorías están subdeterminadas por los hechos).

Además, existen criterios estéticos que se utilizan para evaluar teorías, aunque estos son naturalmente algo subjetivos. Por ejemplo, una teoría a menudo se considera más elegante y hermosa si se puede formular de manera concisa y, al mismo tiempo, abarca una amplia gama de fenómenos físicos. A menudo, esto implica unificar leyes no relacionadas en una sola ley más general, como cuando Maxwell unificó las leyes de la electricidad y el magnetismo, o Newton unificó las leyes del movimiento terrestre con las leyes del movimiento celestial. Tales teorías unificadoras también exhiben el principio de parsimonia (la navaja de afeitar de Occam) en el sentido de que reducen el número de suposiciones requeridas para explicar los mismos fenómenos. Menos suposiciones también significa que hay menos puntos potenciales de falla, por lo que probablemente será más robusto. Como beneficio adicional, también ayuda si una teoría hace algunas predicciones nuevas y sorprendentes (y precisas), como la predicción de Maxwell de la radiación electromagnética. Concluiré con un par de citas relevantes de Feynman:

La importancia de un principio poderoso es que predice cosas nuevas . [1]

Ahora, en el desarrollo posterior de la ciencia, queremos más que solo una fórmula. … La verdadera gloria de la ciencia es que podemos encontrar una manera de pensar de manera tal que la ley sea evidente . [2]

1. Feynman, Richard P. The Feynman Lectures in Physics, vol. Yo (Lectura, Misa: Addison-Wesley, 1966). pag. 26-6.
2. Feynman, Richard P. The Feynman Lectures in Physics, vol. Yo (Lectura, Misa: Addison-Wesley, 1966). pag. 26-3.